Exercicio1 - Uma máquina trifásica de 45Kva, ligada em triângulo

Instituto Politécnico de Tomar
Escola Superior de Tecnologia de Tomar
Departamento de Engenharia Electrotécnica
ELECTRÓNICA I
Trabalho Prático N.º 2
Montagens Básicas com Díodos
Efectuado
pelos
alunos:
Turma: ___
Turma: ___
Turma: ___
Turma: ___
Curso:
Data:
Grupo:
2004/2005
ELECTRÓNICA I
T.P. N.º 2
Díodo
1- Traçado da curva característica do díodo
Circuito
A curva característica de um díodo é uma curva que relaciona a tensão aos seus
terminais com a corrente que o atravessa.
Canal X
+ VD
–
ID
Canal Y
Figura 1
Para a obtenção desta e dada a sua natureza gráfica é muito útil a utilização do
osciloscópio.
A visualização de curvas I/V é feita utilizando o osciloscópio no modo X/Y. No
entanto, a corrente ID através do díodo não pode ser fornecida directamente ao
osciloscópio; esta dificuldade é ultrapassada fazendo passar ID através de uma
resistência R de valor apropriado e aplicando ao osciloscópio VR = R × ID como se pode
visualizar no circuito da figura 1. Esta resistência também tem a função de limitar a
corrente máxima que passa no díodo.
Atenção: As tensões do osciloscópio são referidas a um ponto comum. Deste
modo e como as massas dos dois canais são iguais, ao ponto comum ligam-se
estas. É preciso, no entanto inverter um dos canais para obtermos o resultado
pretendido pois de outro modo eles vêm em oposição de fase.
Dimensionamento
O valor de R depende da amplitude de e do maior valor de corrente que se pretende
visualizar. Dado que se utilizam transformadores e a tensão entre estes pode variar, deve
proceder-se à sua medida nos terminais de saída. A expressão [1] permite-nos o cálculo
de R.
V − 0 .7
I max = max
[1]
R
Procedimento
1. Medir a tensão de pico do transformador com o osciloscópio.
V=______ (assuma, no pré-relatório, Vef = 10V)
2. Dimensionar R de modo a que o valor máximo da corrente seja de 40mA.
R=______
3. Calcular o valor da potência dissipada em R.
P=______
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T.P. N.º 2
Díodo
4. Efectuar as ligações do circuito da fig.1 para o díodo 1N4001 (o traço no corpo
do díodo corresponde ao cátodo e portanto ao traço do seu símbolo).
5. Desenhar a curva característica do díodo.
40
I (mA)
20
U (V)
0
0.6
1.2
6. Aquecer ligeiramente o díodo com o ferro de soldar e verificar o que acontece
com o limiar de condução (sobe ou desce).
Rª:___________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
7. Repetir o procedimento do ponto 5 para os díodos de zener de 3.9V e 9.1V.
3.9V:
40
I (mA)
20
U (V)
-11
-6
0
3
-20
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T.P. N.º 2
9.1V:
Díodo
40
I (mA)
20
U (V)
-12
-6
0
3
-20
8. Se repetisse o procedimento 6 para os díodos de zener quais os resultados
esperados na zona inversa ?
Rª:__________________________________________________________________________
_
____________________________________________________________
_
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T.P. N.º 2
Díodo
2- Circuitos limitadores
Tal como o nome indica, estes circuitos reproduzem na sua saída a onda de entrada mas
com valores limitados (que podem ser no sentido do mínimo ou do máximo).
Circuito
No presente trabalho ir-se-á realizar um limitador máximo. O circuito utilizado é o da
figura 2 em que se utiliza o díodo 1N4148.
Vi
Vo
Figura 2
A característica de transferência destes circuitos, desprezando a resistência dinâmica do
díodo é a da figura 3.
Vo
Vr + Vd
Vi
Figura 3
Procedimento
1. Executar o circuito da figura 2. Visualizar as formas de onda de entrada e de
saída com o osciloscópio e desenhar as curvas obtidas.
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T.P. N.º 2
Díodo
U (V)
15
10
t (ms)
-30
0
30
--10
-15
2. Obter a função de transferência do circuito através do modo X/Y do
osciloscópio (tendo em conta as considerações atrás feitas para este modo).
Vo (V)
15
10
Vi (V)
0
-15
15
--10
-15
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T.P. N.º 2
Díodo
3. Se realizasse o limitador com o circuito da figura 4 acha que seria equivalente?
Qual deveria ser o valor da tensão de zener? Justifique.
Rª:__________________________________________________________________________
_
____________________________________________________________
_
Figura 4
3- Rectificadores
A implementação de uma fonte de alimentação DC é normalmente feita mediante
rectificação e filtragem de uma tensão alterna obtida à saída de um transformador.
Circuito
O circuito utilizado é o da figura 5, em que o díodo tem a referência 1N4001. A
resistência RL está a funcionar como carga do circuito.
Vo
Vi
Figura 5
Dimensionamento
O objectivo é obter uma ondulação da onda de saída o mais baixa possível mas tem que
haver um compromisso uma vez que isso pode exigir condensadores com valores muito
elevados.
A equação [2] permite-nos calcular a tensão de ondulação relativamente à frequência da
onda, valor do condensador e corrente consumida pelo circuito. Podemos assim
dimensionar o valor de C.
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Vond =
Díodo
I
fC
[2]
Exercício: Supondo uma tensão de pico do transformador de 10V e uma queda de
tensão directa de 0.7V no díodo, e sabendo que a frequência da rede é de 50 Hz, qual
seria o valor do condensador de modo a que a ondulação seja de 1V?
R.ª:____________________________
Procedimento
1. Executar o circuito da figura 5 com um condensador de 100 µF. Visualizar as
formas de onda Vi e Vo com o osciloscópio e desenhar as duas curvas obtidas.
Atenção: Os condensadores utilizados são polarizados! Para sua segurança
ligue o terminal positivo do condensador ao cátodo do díodo (tanto o cátodo
do díodo como o terminal negativo do condensador correspondem à marca
no corpo do componente).
U (V)
15
10
t (ms)
-30
0
30
--10
-15
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T.P. N.º 2
Díodo
2. Compare as vantagens e desvantagens da realização da rectificação e filtragem
do circuito da figura 6 com o anterior em termos de quedas nos díodos e valor de
C.
Rª:___________________________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Figura 6
4- Lista de material
-
1 díodo 1N4148
1 díodo 1N4001
1 díodo zener de 3.9V
1 díodo zener de 9.1V
1 resistência de valor e potência a calcular
1 resistência de 1K 1/2W
1 resistência de 12K 1/2W
1 condensador de 100 µF 25V
ferro de soldar
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